Можно листать вниз
Проектирование предприятий
Узнать больше Свернуть
Развернуть

Геологоразведка: комплекс поисковых и разведочных работ, бурение скважин, эксплуатационная разведка

Проектирование: предпроектные проработки, проектно-изыскательские работы, авторский надзор

Строительство: технический заказчик, генеральный подрядчик, строительный контроль

Аудит горного предприятия

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали
Спонсор статьи

Как уменьшить гидроабразивный износ шламовых и грунтовых насосов

09.04.2019

Гидравлический транспорт на предприятиях горно-обогатительной промышленности России и стран СНГ является важным звеном технологического процесса добычи и переработки минерального сырья.

Он оправдал себя в качестве экономичного и эффективного внутрифабричного и магистрального способа транспортирования, а эксплуатируемые в настоящее время гидротранспортные системы являются конкурентоспособными в сравнении с другими способами транспортирования.

Рис. 1. Сравнительный вид рабочего колеса шламового насоса,
изготовленного из стали и рабочего колеса, изготовленного из карбида кремния.

Вместе с тем, как показывает анализ работы гидротранспортных систем на горных предприятиях, эффективность использования этого вида транспорта не соответствует его техническим возможностям: высока трудоёмкость работ при эксплуатации оборудования, высок гидроабразивный износ грунтовых насосов и трубопроводов, низок рабочий ресурс насосов, высоки металлоёмкость и энергоёмкость гидротранспортных систем.

Так, удельный расход электроэнергии на 1 м3 при гидравлическом транспортировании различного минерального сырья составляет: гравия — 4,9-6,6 кВт·ч; песка — 3,2-3,6; хвостов обогащения — 21,4 кВт·ч; угля — 24,2-25,5 кВт·ч.

Срок службы трубопроводов при транспортировании крупнофракционного материала не превышает 6-8 месяцев, мелкофракционного материала — не более года, а удельный расход труб составляет 0,5-1,5 кг/м3.

Ежегодная потребность в трубопроводах в горной промышленности составляет 2,5-3,5 млн погонных метров.

Одной из причин недостаточной эффективности гидравлического транспорта является гидроабразивный износ грунтовых насосов и трубопроводов. Практика показывает, что ресурс современных отечественных металлических шламовых/грунтовых насосов в разы меньше ресурсов насосов ведущих стран-производителей.

Причинами сравнительно низких показателей ресурса металлических насосов являются повышенная вибрация проточных частей насосов, а также кавитационный и эрозионный износ.

Рис. 2. 3D-моделирование протока абразивной пульпы в насосе, изготовленном из карбида кремния

Процесс кавитации часто является основным негативным фактором при кавитационном износе, что приводит к серьёзной частичной эрозии и износу проточных частей в зоне кавитации и далее к быстрому выходу из строя проточных частей шламового насоса.

Часто причиной выхода из строя насосов является работа в режиме кавитации.

В общем случае кавитация — это явление, происходящее в движущихся потоках, когда местное падение давления оказывается меньше давления насыщенного пара жидкости и растворённых в ней газов.

Процесс кавитации характеризуется проявлением характерного шума в виде потрескивания и, иногда, вибрации, с изменяющейся амплитудой и частотой.

В случае развития процесса кавитации появляется характерное потрескивание, которое сменяется на глухо звучащие удары. При развитии процесса кавитации показатели работы насосного оборудования серьёзно изменяются. В частности, снижается подача и напор, а также потребляемая мощность. Неуправляемое развитие кавитации может спровоцировать и серьёзную аварию насосного оборудования и передела в целом.

Колебания давления в различных частях насоса — очень распространённое явление в работе шламового насоса. При этом также частично существует отрицательное давление, поэтому явление кавитации трудно предотвратить полностью.

В зоне входа пульпы в насос давление может меняться от отрицательного к положительному, что повлияет на резкое изменение потока перекачиваемой пульпы.

Воздействие потока под разными углами не только увеличит скорость, но и легко образует вихри и перепады давления.

Эти физические явления и формируют условия возникновения кавитации. На ранней стадии износа проточных частей насоса эффект кавитации намного выше, чем эффект эрозии, вызванного кавитационными углублениями при износе и удалении материала насоса.

При кавитации металл легко отслаивается, металл обладает слабой способностью противостоять мгновенной высокой температуре и высокому давлению, создаваемому кавитацией.

Материал карбид кремния (химическая формула SiC) имеет преимущество перед другими используемыми в насосах материалами при сопротивлении кавитации из-за его высокой твёрдости, что увеличивает срок службы насоса и его проточных частей.

Кавитационная эрозия часто происходит на ранней стадии кавитационного износа проточных частей насоса, что усугубляет частичный эрозионный износ проточных частей в зоне кавитации и порой вызывает быстрый выход из строя рабочего колеса насоса и других его частей. Для предотвращения и уменьшения кавитационного износа на ранней стадии при использовании насосов, выполненных из карбида кремния, можно эффективно продлить срок службы проточных частей.

На более поздней стадии эрозии, из-за её неоднородного воздействия, на поверхности рабочих частей насоса также будут проявляться ямки, которые приведут к интенсификации эрозии и проникновению всё глубже и глубже. В реальном производстве такие параметры, как давление, скорость, концентрация твердых частиц, свойства частиц и угол влияют на скорость эрозионного износа, и эти параметры являются основными факторами, непосредственно определяющими силу эрозионного износа. Цикл эрозионного износа длиннее, а скорость износа ниже.

Для повышения характеристик износостойкости деталей насоса предлагается выбирать эффективный приемлемый материал проточных частей, оптимизировать структуру проточных частей насосов и улучшать чистоту проточных поверхностей для снижения сопротивления потока.

Правильный выбор материала проточных частей насосов во многом определяет срок службы шламового насоса (см. рис.1). Доказано экспериментально, что среди многих влияющих факторов свойства и тип материала, из которого изготовлен насос, оказывают наибольшее влияние на срок службы, полевые рабочие условия оказывают заметно меньшее влияние на износ, а влияние характеристик перекачиваемой среды, структура насоса и геометрические параметры частей насоса находятся между ними.

Поскольку кавитационный износ усугубляет частичный эрозионный износ, то следует выбирать материалы с хорошей стойкостью к кавитационному износу насколько это возможно, чтобы избежать влияния раннего кавитационного износа.

Получаемый методом спекания керамический карбид кремния имеет высокие характеристики по коррозионной стойкости, высокотемпературной стойкости, отличную абразивную и износостойкость, а также другие высокие эксплуатационные характеристики.

Карбид кремния давно и широко используется в различных отраслях промышленности и науки, обладая уникальными свойствами.

В применении к специализированным промышленным насосным агрегатам практика показывает недостаточную стойкость к коррозии (износу) насосов при транспортировании абразивных суспензий. Для решения данной проблемы идеальным вариантом для использования в транспортировании высокоабразивных сред является использование карбида кремния, являющимся 3-м по твёрдости материалом после алмаза и нитрида бора.

На рис.2 представлены некоторые результаты 3D-моделирования протока двухфазной суспензии в насосах, выполненных из карбида кремния и прогноз износа переливных частей насоса. Индекс эффективности SiC насосов достигает стандартов насосов класса A за счёт того, что поверхность проточной части более гладкая, а значит, меньше гидравлические потери.

Текст: Сергей Яковлев, руководитель представительства Henan Si&C Co. Ltd. (Китай) в РФ и СНГ, к.т.н.


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №2, 2019

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Обсуждение закрыто.

Еще по теме
Рисунок 1. Инструмент для измерения напряжений Sigra IST
Sigra: Важность измерения напряжений в горных породах
Горная промышленность
промышленное пылеподавление
Не туманный эффект: новое слово в пылеподавлении
Универсальные решения
спектрометр Гранд СВЧ
Анализ моторных масел. Возможности спектрометра «Гранд-СВЧ»
Универсальные решения
бульдозер CAT D11
Главная премьера будущего сезона: первые бульдозеры Cat®...
Горная промышленность
Применение полиуретана в горнодобывающей промышленности
Горная промышленность
ФНПЦ «Алтай»: выпущено в наукограде!
Универсальные решения
экскаватор Hyundai R260LS-9S
Экскаватор Hyundai R260LC-9S
Горная промышленность
грохоты Kroosh
Многочастотные грохоты Kroosh в обогащении отходов флотации...
Угольная промышленность
бульдозер Shantui
Гидростатическое движение Shantui в России
Горная промышленность
Полный цикл управления технологическим процессом на ЗИФ...
Драгметаллы
НПО Аконит
Делай, как предписано в матрице, и получишь отличный барабан
Универсальные решения
конвейерная лента
Три проблемы, которые решает правильная лента для...
Универсальные решения
Горнорудная компания воспользовалась преимуществами...
Горная промышленность
Schneider Electric
От производителя до потребителя — один шаг
Универсальные решения
инженерные изыскания
Инженерные изыскания — must have для удачного проекта
Горная промышленность
Кадфем си ай эс
На XVII Конференции CADFEM/Ansys обсудили роль численного...
Универсальные решения
Возможно всё и даже больше
Черногорский РМЗ. Возможно всё и даже больше
Угольная промышленность
Познай разницу с буровым станком Levent 2002 RX-4
Горная промышленность
крановая техника
Краны TADANO: более 100 лет уверенного подъёма
Универсальные решения
футеровка Element
Как экономить до $4000 в год на перефутеровке одного...
Универсальные решения
обсерватор для вахтовиков
Обсервация вахтовиков. Опыт «Сава Сервис»
Универсальные решения

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Следите в режиме online за происходящим на площадке крупной международной отраслевой выставки....
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Mining World Russia 2021. Читайте онлайн Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.